液壓與氣壓傳動(dòng)答案詳解(1)

1、液壓與氣壓傳動(dòng)YEYA YU QIYA CHUANDONG 習(xí)題詳解XI TI XIANG JIE天津 職業(yè) 技術(shù)師 范大學(xué)主審：孟慶國(guó) 馮娜解題：機(jī)師 1111 班 排版：郝祥兵目錄1緒論 31- 1 41- 2 41- 3 52 液壓流體力學(xué)基礎(chǔ) 52- 1 52- 2 62- 3 62- 4 72- 5 82- 6 82-7 92-8102-9122-10 122-11 132-12 152-13 153液壓泵 163- 1163- 2173- 3173- 4173- 5183- 6183-7193-8193-9203-10 213-11 224 液壓馬達(dá)與液壓缸 234- 1234-

2、2244- 3254- 4274- 5284- 6285 液壓控制閥 305- 1305- 2305- 3325- 4325- 5346 液壓輔助裝置 356- 1356- 2377 液壓基本回路 397- 1397- 2397-3407-4407-5427-6437-7467-8478 典型液壓系統(tǒng) 488- 1488- 25310 氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí) 5410-1 5410-3 5410-4 5510-5 5510-6 5710-7 57第一章緒論1-1 液壓傳動(dòng)，與機(jī)械傳動(dòng)相比，有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？列舉所熟悉的液壓 傳動(dòng)應(yīng)用實(shí)例。優(yōu)點(diǎn)：（1）能在運(yùn)行過程中進(jìn)行無極調(diào)速，調(diào)速方便，調(diào)速范圍比較 大

3、。（2）操縱簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱和自動(dòng)控制。（3）簡(jiǎn)化機(jī)器結(jié)構(gòu)，減少零件數(shù)目。缺點(diǎn)：（1）由于油液到的可壓縮性和泄露等原因，不能保證嚴(yán)格的傳 動(dòng)比。（ 2）由于受油液流動(dòng)阻力和泄露的影響， 液壓傳動(dòng)效率一般不 高，并帶來系統(tǒng)發(fā)熱，需要冷卻等問題。（3）制造維護(hù)要求均較高，造價(jià)較貴。實(shí)例 液壓千斤頂、自卸式汽車、挖掘機(jī)、氣墊船、塑料注射機(jī)等等1-2 液壓系統(tǒng)由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？為什么要將工 作介質(zhì)列入系統(tǒng)的一部分？液壓系統(tǒng)一般由五部分組成如下：（1）動(dòng)力部分。其作用是將厡動(dòng)力的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能。（2）執(zhí)行部分。其作用是將液壓泵輸入的油液壓力能轉(zhuǎn)換為帶動(dòng)工 作機(jī)器的機(jī)械

4、能。3）控制部分。其作用是用來控制和調(diào)節(jié)油液的壓力、流量和流動(dòng)方向。（4）輔助部件。作用是將前面三部分連接在一起，組成一個(gè)系統(tǒng)， 進(jìn)行儲(chǔ)油、過油、測(cè)量和密封。（ 5） 工作介質(zhì)。作用是傳遞信號(hào)和動(dòng)力。工作介質(zhì)在液壓系統(tǒng)中主要是指各種油液， 之所以液壓系統(tǒng)可以 運(yùn)行就是因?yàn)楣ぷ鹘橘|(zhì)為其傳遞動(dòng)力和信號(hào)。 如果沒有工作介質(zhì)那么 液壓系統(tǒng)就沒法正常工作，所以把工作介質(zhì)列入系統(tǒng)的一部分。 1-3 舉例說明目前液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展的方向。一、提高元件性能， 創(chuàng)制新元件、體積不斷縮小。目前市場(chǎng)出現(xiàn)的微型元件主要用于精密的機(jī)械加工，如電子工業(yè)，制藥工業(yè)。二、高度組合化，集成化和模塊化。三、與微電子結(jié)合走向智能化。

5、 現(xiàn)在國(guó)外已經(jīng)著手開發(fā)多種行業(yè)能通 用的只能組合硬件， 它們只需配上不同的軟件就可以在不同的行業(yè)中 完成不同的任務(wù)。第二章 液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)2-1 何謂液壓油的黏度？影響?zhàn)ざ鹊囊蛩赜心男看穑阂后w在流動(dòng)時(shí)，在其分子間產(chǎn)生內(nèi)摩擦的性質(zhì)，稱為液體的 黏性，粘性的大小用黏度表示， 是用來表征液體性質(zhì)相關(guān)的阻力因子。影響?zhàn)ざ鹊囊蛩赜校海?1）溫度的影響 油液的粘度對(duì)溫度的變化十分敏感，當(dāng)油液的溫度升高時(shí)，其粘度顯著降低；反之，則黏度會(huì)顯著升高（ 2）壓力的影響 液體所受的壓力增大時(shí)，其分子間的距離將 減小，內(nèi)摩擦力增大，黏度也隨之增大。2-2 液壓油有哪幾種類型？液壓油的牌號(hào)與黏度有什么關(guān)系？如何 選

6、用液壓油？答：液壓油分為礦物性和難燃性兩大類。礦物性液壓油包括 HH 液壓油、 HL 液壓油、 HR液壓油、 HM液壓油、 HG液壓油、 HV液壓油、 HS 液壓油和專用液壓油八類。難燃性液壓液包括高水基液壓液、合 成液壓液和純水。液壓油的牌號(hào)是指液壓油在 40時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度中心值，所以牌號(hào) 的數(shù)字越大表示液壓油的黏度液越大。液壓油的選用需要根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作條件選擇合 適的液壓油類型，然后選擇液壓油的牌號(hào)。（1）液壓系統(tǒng)的工作壓力。工作壓力較高的液壓系統(tǒng)宜選用黏 度較大的液壓油，以便于密封，減少泄漏；反之，可選用黏度較小的 液壓油。（ 2）環(huán)境溫度。環(huán)境溫度較高時(shí)宜選用黏度較大的液壓油

7、，主 要目的是減少泄漏，因?yàn)榄h(huán)境溫度高會(huì)使液壓油的黏度下降；反之， 選用黏度較小的液壓油。（3）運(yùn)動(dòng)速度。當(dāng)工作部件的運(yùn)動(dòng)速度較高時(shí)，為了減少液流 的摩擦損失，宜選用黏度較小的液壓油；反之，為了減少泄漏，宜選 用黏度較大的液壓油。2-3 用恩氏黏度計(jì)測(cè)得kg / m3的某種液壓油 200mL流過的時(shí)間 t1 153s 。20時(shí) 200mL蒸餾水流過的時(shí)間 t2 51s 。問該液壓油 的 E為多少？動(dòng)力黏度 （Pas）為多少？運(yùn)動(dòng)粘度 （m2/s） 為多少？ 解：液壓油的恩氏黏度：E= t1 = 153= t2 = 51液壓油的運(yùn)動(dòng)粘度：(7.31 E 6.31) 10 6(7.31 3 6.3

8、1) 10 632.07 10 5(m/s)動(dòng)力粘度：由 得， 2.07 10 5 850 0.176(Pas)2-4 如題 2-4 圖所示，容器 A內(nèi)充滿著 900kg/m 3的液體，汞 U形 測(cè)壓計(jì)的 h=1m， zA 0.5m ，求容器 A中心的壓力。解：取 BC為基面，列出靜力學(xué)基本方程：pA gzA p0 汞 gh pA p0 汞gh gzA105 13.6 103 9.8 1 900 9.8 0.5 2.289 105Pa2-5 如題 2-5 圖所示，具有一定真空度的容器用一根管子倒置于液面與大氣相通的槽中，液體在管中上升的高度為h=0.5m，設(shè)液體的密度為 1000kg/ m3，

9、試求容器內(nèi)真空度。解：由平衡方程可得 P0 P+gh即真空度為：P0 - P =gh= 103 100.5Pa=5103Pa2-6 壓差測(cè)量計(jì)如題 2-6 圖所示， 工作介質(zhì)水銀的密度為 1，水的密度為 2。水銀的液面差為 h, 容積 A、B的頁面與基準(zhǔn)面 0-0 的距 離分別為 ha 和 h b ，相應(yīng)的頁面上的壓力分別為 pa 和 pb ，設(shè) h =50mm， ha =150mm，hb =200mm，試確定壓差 p(pa -pb) 的大小。Aah0解：由圖可知，液體在基準(zhǔn)面 0-0 所受壓強(qiáng)相同P空 =Pa2(ha h)g 1ghP右 Pb 2ghP左 P右即Pa 2 (ha h)g 1g

10、h Pb 2ghP Pa Pb2 ghb 2gha 2gh 1gh2 g(hb ha h) 1gh 331 103 10 (0.2 0.15 0.05) 1.36 103 10 0.05 35.8 103 Pa(注： 水=1g/ cm3水銀 =13.6g/cm3)答： 壓差 P為-5.8 103 Pa2-7 水平截面是圓形的容器如題 2-7 圖所示，上端開口，試求作用在容器底的作用力。如在開口端加一活塞，連活塞重力在內(nèi)，作用力為 30kN，問容器底面的總作用力為多少 ?活塞d=0.52m1m加活塞D=1mF底Pa不加活塞解：D2A1 4d2A1 41）上端開口時(shí)，受力分析如圖所示F底 PaA1

11、 1 105 0.785 7.85 104 N（2）加活塞時(shí)，受力分析如圖所示F底 G F Pa A2mg F Pa A2gh（A2 A2 ） F PaA21.29 10 2 0.98 30000 1 105 0.196254.965 104 N 答：上端開口時(shí)，作用在容器底的力為 7.85104 N； 加活塞時(shí)，作用在容器底的力為 4.965 104 N.2-8 如圖 2-8 所示，已知水深 H=10m，截面 A1=0.02 ，截面 A2=0.04 ，求孔口的出流流量以及點(diǎn) 2處的表壓力（取 a=1，=1000kg/m3，不計(jì)損失）解：對(duì) 0-0 和 2-2 截面列理想液體能量方程：22 p

12、0 V0 p2 V2 g 2g g 2g對(duì) 2 2 和 1-1 截面列理想液體能量方程：v0 v2,故 v0 0p2 V2 p1 V1 g 2g g 2g顯然， p1 p2 pa且有連續(xù)方程： V1A1 V2 A2 q由 1 2 3 聯(lián)立解得：q v1A1 2gHA1 2 9.8 10 0.02 0.28m /s則處的表壓力即p p2 pa22v1 v2 p2 p11 2 22gH (Aq2 )222 9.8 10 (0.28)20.04)1000 pa 0.0735Mpa2-9 如 2-9 圖所示一抽吸設(shè)備水平放置，其出口和大氣相通，細(xì)管42處截面積 A1 3.2 10 m ，出口處管道截面

13、積 A2 4A1 ，h=1m，求開始抽 吸時(shí)，水平管中所必需通過的流量 q（液體為理想液體，不計(jì)損失） 。圖 2-9解：對(duì)截面和建立液體的能量方程：22P1 V12 P2 V22g 2g g 2g（ 1）連續(xù)方程：V1A1 V2A2（2）3）又 P1 gh P2方程（ 1）（ 2）（3）聯(lián)立，可得流量q V2A2 2gh 4A1 2 9.8 1 4 3.2 10 4m3/s 1.462L / s2-10 如題 2-10 圖所示，為一水平放置的固定導(dǎo)板， 將直徑 d=0.1mm、 流速為 v=20m/s 的射流轉(zhuǎn)過 90o，試求導(dǎo)板作用于液體合力大小及方 向( =1000kg/m3)。解：射流流

14、量q Av d v 3.14 0.1 20 0.157m3 /s44對(duì)射流列動(dòng)量方程Fx q(0-v) 1000 0.157 ( 20) 3140NFy q(v 0) 1000 0.157 20 3140N導(dǎo)板作用于液體的合力F合 F2x F2y 31402 31402 4440.63N方向與 X 軸正方向成 13502-11 如圖 2-11 圖所示的液壓系統(tǒng)的安全閥，閥底直徑 d=25mm當(dāng), 系 統(tǒng)壓力為 5.0MPa時(shí)，閥的開度為 x=5mm通, 過的流量 =600L/min, 若 閥的開啟壓力為 4.3MPa,油液的密度 p=900kg/m3 彈簧剛度 k=20N/mm,試求油液出流角

15、 解：閥芯面積：A1=d2/4=3.14 (25 103)/4=0.491 103m2取閥芯前的油液為研究對(duì)象，建立坐標(biāo)系，如圖所示左端流體受力：P1=p1A1=51060.491 103=2455N右端流體受力：P s=p0 A1+kx=4.31060.491103+20103510-3=2211.3N由動(dòng)量方程FX q( 2v2x- 1v1x)取 1= 2=1，且 v2x v1x, 由此可忽略 v1x，得2P 1-P S= qv2x= q q cos=q2cos/A 0A0此處 A0 為環(huán)形射流截面積，近似為 A0=xsin d且 q=60010-3 /60=0.012P1-P s=( q

16、 /x d) (cos /sin )tan =( q2/x d)/(P 1-PS)2 -3 -3=(9000.01 2/5 10-33.142510-3)/(2455-2211.3)=0.94=43.22 0若考慮實(shí)際流動(dòng)的閥口損失，射流角度值會(huì)有所偏小。2-12 有一薄壁節(jié)流小孔，通過的流量 q=25L/min 時(shí)，壓力損失為0.3MPa，試求節(jié)流孔的通流面積， 設(shè)流量系數(shù) Cd =0.61,油液的密度 3=900kg/m3。解： 根據(jù)薄壁小孔流量公式 q=C dA0 2 Pq25 10-3 /60900 2 -5 2A0=m = 2.65 10 mCd 2 p 0.61 2 0.3 106

17、即薄壁小孔的通流面積為 2.65 10-5 m22-13 如題 2-13 圖所示，已知液壓泵的供油壓力為 PP 3.2MPa ，2 薄壁小孔節(jié)流閥的開口面積為 AV1 2mm ，薄壁小孔節(jié)流閥2的開口面積為 AV2 1mm2 ，試求活塞向右運(yùn)動(dòng)的速度等于多少？活 塞 面 積 A 1 102m2 ， 油 的 密 度900kg / m3 ， 負(fù) 載F 16000N ，油液的流量系數(shù) Cd 0.6 。AV 2解：對(duì)活塞列平衡方程，得PA F 16000 Pa 0.16MPaA A 100通過節(jié)流閥的流量2p 6 2 (3.2 0.16) 106 3 5 3 qI Cd A10.6 2 10 6m3

18、/s 6.97 10 5m3/sI d 1 900通過節(jié)流閥的流量qIICd A22P 0.6 1 10 62 1.6 0 106m3 /s 3.58 10-5m3 /s900進(jìn)入缸的流量q qI qII 6.97 10-5 3.58 10 5m3/s 3.39 10 5m 5 /s-5活塞的速度 v qA 3.3190010 2.034 10-5 m / min第三章液壓泵3-1 為什么液壓泵的實(shí)際工作壓力不宜比額定壓力低很多？為什么液 壓泵在低轉(zhuǎn)速下工作時(shí)容積效率和總效率均比額定轉(zhuǎn)速時(shí)低？ 答 :(1) 因?yàn)樵谄漕~定壓力下， 能發(fā)揮其最佳機(jī)械效率。 如果工作壓力 比額定壓力低太多，一是制造

19、成本的增加，二是使用成本的浪費(fèi)(電 能、燃料)。(2) 由公式 v=(qt- q)/qt=1- q/nV 得轉(zhuǎn)速越小，容積效率越 小。液壓泵的總效率 隨泵的工作壓力升高而升高， 接近液壓泵的額 定壓力時(shí)總效率升高， 所以液壓泵在低轉(zhuǎn)速下工作時(shí)容積效率和總效 率均比額定轉(zhuǎn)速時(shí)要低。3-2 為什么軸向柱塞泵一般不能反向旋轉(zhuǎn)使用？如果工作時(shí)要求能夠 正反轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)上應(yīng)該采取什么措施？答 :(1) 軸向柱塞泵都是斜盤式的柱塞泵， 反轉(zhuǎn)時(shí)泵的進(jìn)口就變成 出口了，出口變成進(jìn)口了， 所以不能反轉(zhuǎn)。但是一般都裝有單向閥的。(2) 軸向柱塞泵是改變斜盤的傾角， 從而改變每個(gè)柱塞泵的行 程使得泵的排量發(fā)生變化， 所

20、以可以改變斜盤的傾角與原來相反的數(shù) 值從而實(shí)現(xiàn)。3-3 外嚙合齒輪泵為什么會(huì)有較大的流量脈沖？流量脈沖會(huì)產(chǎn)生什么 危害？答 :(1) 齒輪泵通過齒輪嚙合進(jìn)行液體的輸送， 液體輸出流量隨 著齒輪嚙合角度變化而變化， 這樣造成了液壓系統(tǒng)脈動(dòng)的產(chǎn)生， 脈動(dòng) 帶給液壓系統(tǒng)振動(dòng)與噪聲， 對(duì)液壓系統(tǒng)的精度造成影響， 使液壓系統(tǒng) 性能降低，甚至出現(xiàn)破壞液壓系統(tǒng)元件使液壓系統(tǒng)無法正常工作。 3-4 什么是齒輪泵的困油現(xiàn)象？產(chǎn)生困油現(xiàn)象有何危害？如何消除 困油現(xiàn)象？其他類型的液壓泵是否有困油現(xiàn)象？ 答：齒輪在嚙合過程中，前一對(duì)齒輪尚未脫離嚙合，后一對(duì)齒輪已經(jīng) 進(jìn)入嚙合。 由于兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合， 就有一部分油液被

21、困在兩對(duì)輪齒 所形成的獨(dú)立的封閉腔內(nèi)這一封閉腔和泵的吸、壓油腔相互間不連 通。當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)此封閉腔容積發(fā)生變化， 使油液受壓縮或膨脹這就 是困油現(xiàn)象。危害：封閉腔容積減小時(shí)， 被困油液受擠壓，產(chǎn)生很高壓力而從縫隙中擠出，油液發(fā)熱，并使軸承等零件受到額外的負(fù)載；而封閉腔容積 增大時(shí)，形成局部真空，使溶于油液中的氣體析出，形成氣泡，產(chǎn)生 空穴，使泵產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲，降低泵的容積效率。消除困油現(xiàn)象的方法是： 在兩側(cè)端蓋各銑兩個(gè)卸荷槽。 兩個(gè)卸荷槽間 的距離應(yīng)保證困油空間在達(dá)到最小位置以前與壓力油腔連通， 通過最 小位置后與吸油腔通， 同時(shí)又要保證任何時(shí)候吸油腔與壓油腔之間不 能連通，以避免泄漏，降低容

22、積效率。只要是容積式泵都可能有困油現(xiàn)象。 因?yàn)闉榉乐垢邏汉偷蛪捍ǎ?必 須有一段密封，如此時(shí)被密封的容積發(fā)生變化，即發(fā)生困油現(xiàn)象。3-5 雙作用葉片泵和單作用葉片泵各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答：雙作用葉片泵定子與轉(zhuǎn)子同心安裝，定子為橢圓形，不可變量， 壓力脈動(dòng)小，徑向力平衡。單作用葉片泵定子與轉(zhuǎn)子偏心安裝，定子為圓形，可變量，可以 改變偏心距來調(diào)節(jié)泵的排量跟流量， 壓力脈動(dòng)不雙作用泵大， 徑向力 不平衡。3-6 蝸桿泵與其他泵相比，他的特點(diǎn)是什么？答：蝸桿泵除了具有齒輪泵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊、體積小、質(zhì)量小、對(duì) 油液污染不敏感等有點(diǎn)外，還具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小、容積效率高的 優(yōu)點(diǎn)。蝸桿泵的缺點(diǎn)是蝸桿形狀

23、復(fù)雜，加工困難，精度不易保證。3-7 某液壓泵排量為 10mL/ r ，工作壓力為 10Mpa，轉(zhuǎn)速為 1500r/min ， 泵的泄露系數(shù)為 B=2.510-6mL/Pas，機(jī)械效率為 0.90 ，試求： （ 1）輸出流量；（ 2）容積效率和總效率；（ 3）輸出和輸入功率；（ 4）理論轉(zhuǎn)矩和輸入轉(zhuǎn)矩。 解：（1）qt=Vn=101500（mL/min）=15（L/min ）輸出流量 q p=qt - q= Vn- Bpp-6 6=15-2.5 10-61010660=13.5（L/min ）（2）v=qp %=13.5 %=90%qt 15=vw=0.90.9 100%=81%（3）輸出功率

24、： P0=Pqp= 100 13.5 kw=2.25kw600輸入功率： Pi= P0 = 2.25 =2.78kw0.81（4）理論轉(zhuǎn)矩： m= TtT=PiT = PiT= T t= mWWPp V 10 1000000 10 0.000001Tt=15.92Nm22輸入轉(zhuǎn)矩： T=Pi =15.92 =17.69 NmW 0.93-8 齒輪泵轉(zhuǎn)速為 1200r/min ，理論流量為 12.286L/min ，齒數(shù) z=8， 齒寬 B=30mm，機(jī)械效率和容積效率均為 90%，工作壓力為 5.0 106Pa。 試求該齒輪泵的齒輪模數(shù) m、輸出功率和輸入功率。解：由泵的理論流量m=輸出功率為

25、輸入功率為pt=npVp=2mzBnpqpt2 zBnp16.286 0.001m 3.14 0.001m 3mm2 8 30 0.001 1200Ppo=PP qp=50 100000 16.286 0.001 0.9 W=1.22103W=1.22kW60p 1.22 kW 0.5kWPpi=p 0.9 0.93-9 某變量葉片泵轉(zhuǎn)子外徑d=83mm， 內(nèi)徑 D=89mm， 葉片寬度B=30mm， 試求：1)葉片泵排量為 16mL/r 時(shí)的偏心量 e。2) 葉片泵最大可能的排量為解：1) 偏心量 e當(dāng)忽略葉片厚度 和安裝傾角 時(shí)，單作用葉片泵的排量為Vp316 1032 DB 2mm 0.

26、95mm2) 葉片泵的最大可能排量 VpmaxVpmaxDe max BemaxR r D d 89 83mm 3mmmax 2 2考慮到轉(zhuǎn)子與定子之間必須保持一定的最小間隙，取最小間隙為0.5mm，則可取emax3 0.5 mm 2.5mmVpmax8.9 0.25 3mL/r 41.94mL / r3-10 某機(jī)床液壓系統(tǒng)采用限壓式變量泵， 該泵出廠的流量壓力特性線如題 3-13 圖所示，已知泵的總效率為 0.7 ，當(dāng)機(jī)床在工作近給時(shí)，泵的壓力 =4.5MPa，輸 出流量 q=2.5 L/min ，在快 速移動(dòng)時(shí)，泵壓力 P=2.0MPa， 輸 出 流 量 q=20L/min，試問限壓式變

27、 量泵的流量壓力特性曲 線應(yīng)調(diào)成何種圖形？泵所 需的最大驅(qū)動(dòng)功率為多 少？解: 本題的問題是變量葉片泵在使用過程中經(jīng)常碰到的實(shí)際性問 題。依據(jù)系統(tǒng)對(duì)工況的要求，空程快進(jìn)時(shí)，泵應(yīng)在 AB段工作，而工 進(jìn)時(shí)應(yīng)在 BC段工作，因而需要根據(jù)快進(jìn)和工進(jìn)的要求來確定調(diào)整曲 線。（1）空程快進(jìn)：在特性曲線坐標(biāo)上的壓力 P=2.0MPa點(diǎn)作垂線， 在縱坐標(biāo)上流量 q=20L/min 點(diǎn)作水平線，兩線交于 M，過 M點(diǎn)作 AB 的平行線 AE。（2）工作進(jìn)給：在特性曲線橫坐標(biāo)上壓力 P=4.5MPa點(diǎn)作垂線， 在縱坐標(biāo)上流量 q=2.5L/min 點(diǎn)作水平線，；兩線交于 N，過 N 點(diǎn)作 BC 的水平線 CD。

28、A與 CD相交于 B,得一條新曲線 ABC, 即為調(diào)整后的變量泵特性曲線， B為特性曲線的拐點(diǎn)。從圖中可查得 B點(diǎn)對(duì)應(yīng) 的壓力 P=3.25MP，a 流量 q=19L/min。pBVB32.5 19kW 1.5kW變量泵的最大功率在拐點(diǎn)處的壓力附近，在工作壓力超過限定 時(shí)，泵輸出流量減少，通常功率反而下降，因而在計(jì)算泵所需輸入功 率時(shí)，應(yīng)按照拐點(diǎn)處的壓力流量參數(shù)計(jì)算，即600 0.73-11 設(shè)液壓泵的轉(zhuǎn)速為 950r/min ，排量為 VP=168mL/r，在額定壓力29.5MPa和同樣轉(zhuǎn)速下， 測(cè)得的實(shí)際流量為 150L/min ，額定工況下的 總效率為 0.87 ，試求：1）液壓泵的理論

29、流量；2）液壓泵的容積效率；3）液壓泵的機(jī)械效率；4）在額定工況下，驅(qū)動(dòng)液壓泵的電動(dòng)機(jī)功率；5）驅(qū)動(dòng)泵的轉(zhuǎn)矩。2.V q1500.94V qt 159.63.0.87 0.926 V 0.944.pq 25.9 106 150 10 3/60 P0.87W 84.77 103W 84.77kW解：1.qt VPn 168 10 3 950L/min 159.6L/minPi 84.77 10 35. T i N.m 852.5N.mi 2 n 2 950/60第四章 液壓馬達(dá)與液壓缸4-1 題 4-1 所示為定量液壓泵和定量液壓馬達(dá)系統(tǒng)。泵輸出壓力 Pp=10MPa,轉(zhuǎn)速 np=1450r/m

30、in, 機(jī)械效率 mp=0.9, 容積效率 vp=0.9 ， 馬達(dá)排量 VM=10mL/r, 機(jī)械效率 mM=0.9, 容積效率 vM=0.9, 泵出口和 馬達(dá)進(jìn)口間管道壓力損失 0.2MPa, 其他損失不計(jì)，試求：（1）泵的輸出功率；（2）泵的驅(qū)動(dòng)功率；（3）馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率。題 4-1 圖解：-3(1) q tp =npVp=14501010-3=14.5L/min-2q p=vpqtp=0.91.45 10-2 =13.05L/min6 -3P op=ppq=1010613.0510-360=2.175Kw3(2) P ip=Po/vpmp=2.175103(0.9 0.9)=2

31、.69Kw-3 -6(3) n M=vMqM/VM=vMqp/VM=0.913.05 10 (10 10 )=1174.5r/min 由題意可知： p =p pTm= pVMmM/(2 )=101061010-60.9 (2 3.14)=14(N.m) =nm2/60=117023.14 60=122.46(rad/s)P oM=Tm=14122.46=1714w=1.714Kw4-2 如題 4-2 圖所示系統(tǒng)，液壓泵和液壓馬達(dá)的參數(shù)如下： 泵的最大排量 Vpmax=115mL/r,轉(zhuǎn)速 np=1000r/min, 機(jī)械效率 mp=0.9, 總效率 p=0.84, 馬達(dá)排量 VM=148mL/

32、r, 機(jī)械效率 mM=0.9, 總效率 p=0.84, 回路最大允許壓力 pr =8.3MPa, 若不計(jì)管道損失。試求：(1) 液壓馬達(dá)最大轉(zhuǎn)速及該轉(zhuǎn)速下的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩。(2) 驅(qū)動(dòng)液壓泵所需轉(zhuǎn)矩。題 4-2 圖解：(1) q t= Vpnp=11510-31000=115(L/min)q=pqt / mp=0.84 1150.9=107.33(L/min)由 vM=M/ mM=q t /q =VM m/q 得，-3nM=qM/( mMVM)=107.33 0.84 0.9 148 10 =676.86(r/min)6-6TM=pVMmM/(2 )=8.3 10614810-6 0.9

33、23.14=176(N.m)PoM=TM=TM(2nM)/60=176 23.14676.8660=12.469(Kw)(2) P ip =PoM/ p M =12469(0.84 0.84)=17671wTp=60Pip /(2 np)=6017671(2 3.14 1000)=168.8(N.m)4-3 題 4-3 圖所示為變量液壓和定量液壓馬達(dá)系統(tǒng)，低壓輔助液壓 泵輸出壓力 PY=0.4MPa,變量泵最大排量 Vpmax=1000mL/r，轉(zhuǎn)速 np=1000r/min ，容積效率 vp=0.9 ，機(jī)械效率 mp=0.85。馬達(dá)的相 應(yīng)參數(shù)為 VM=50mL/，r vM=0.95， mp

34、=0.9。不計(jì)管道損失，試求 當(dāng)馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩 T=40N m,轉(zhuǎn)速為 nM=160r/min 時(shí)，變量泵的排量， 工作壓力與功率。題 4-3 圖解： (1) 求泵的排量 VpVp=qnp =qp /np= qM /np= qtM / VM /np npVp VpVpVM nM / VM /np=/np= 0.9VP50 160/0.95 /1000 mL 9.36mL/r r2)求泵的壓力 pp不計(jì)算管道損失， pp 即為液壓馬達(dá)入口壓力， p0 為液壓馬達(dá)出口壓力，故有TM=(pp p0)qMmMppTM 2 p0= MqqM mM40 250 10 6 0.9 m2N5.58Mpapp=

35、5.58Mpa+p0=5.58+0.4 ) Mpa=5.98Mpa3) 求泵的輸入功率 Pip泵的輸出功率為P0pppqpppVpnp Vp60 605.98 9.36 10 3 1000 0.960kW 0.83kW則泵入口需要提供的功率為Pip P / p 0.84 /0.9 0.85 1.098kWip 0 p p由于泵的吸油管道油壓為 0.4Mpa，即對(duì)于入口輸入的 p0=0.4Mpa 的 壓力油，泵相當(dāng)處于液壓馬達(dá)工況，故由壓力 p0 產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為p0qp mp 0.4 106 9.36 10 6 0.85N m 0.51N m 2與之相適應(yīng)的輸入的功率為Pop TM p TM 2

36、np (0.51 2 1000/60)W 0.053kW相應(yīng)的輸入功率為Pip 0.053/ Vp mp 0.053/ 0.9 0.85 0.07kW功率 0.07kW是油泵入口油壓 p0（即系統(tǒng)內(nèi)部）提供的則外部所需要提高功率應(yīng)為ip ipPip Pip Pip (1.098 0.07)kW 1.028kW4- 4 如 圖 4-4 圖 所 示 ， 已 知 泵 的 流 量 q=10L/min, 工 進(jìn) 速 度v1=0.5m/min ，快進(jìn)和快退的速度比為 v3/v 2=3/2 ，試求：1）缸兩腔的有效面積及快進(jìn)和快退的速度。2）通過換向閥的最大流量。解：(1). V1 qA1V 10 A110

37、 0.5A1 10 10 3 2 10 2 m21 0.5qV2 qA2VqVA1 A2V3A2V2 A1 A1 0.02 A2 2A2A2 1.2 10 2 m2m/minV2A2q V 10 10 32 0.8331.2 10 2V33V33V230.833 1.25 m/minV2232 22(2) . qmax V3 A1 1.25 2 10 2 2.5 10 2 m3 /min 25 L/min4-5 差動(dòng)液壓缸如圖 4-5 圖所示，若無桿腔面積 A1=50cm2，有桿腔面 積 A2=25cm2 ，負(fù)載 F=27600N，機(jī)械效率差動(dòng)液壓缸如圖 4-5 圖所示，22若無桿腔面積 A1

38、=50cm2，有桿腔面積 A2=25cm2，負(fù)載 F=27.610N，機(jī)械效率 m =0.92 ，容積效率 v =0.95 ，試求：( 1)供油壓力大??；2) 當(dāng)活塞以 0.95m/min 的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的供油量；3) 液壓缸的輸入功率。4) 供油壓力大??；5) 當(dāng)活塞以 0.95m/min 的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的供油量；( 6)液壓缸的輸入功率。解： (1) 求供油壓力F p (A1 A2) m27.6 103 p (50 25) 10 4 0.92 p 1.2 107 pa(2). q v V A1 V A2q 0.95 0.95 50 10 4 0.95 25 10 4 q 25 10 4

39、 m3 /min 2.5 L/min(3) . 液壓缸的輸入功率P p q 1.2 107 25 104 30 kw4-6 如題 4-6 圖所示兩個(gè)結(jié)構(gòu)和尺寸均相同相互串聯(lián)的液壓缸， 無 桿腔面積 A1=110-2m2，有桿腔面積 A2=0.8 10-2 m2，輸入油壓力P1=0.9MPa，輸入流量 q1=12L/min 。不計(jì)損失和泄漏，試求：（1）兩缸承受相同負(fù)載時(shí)（ F1=F2），負(fù)載和速度各是多少？（2）缸1不受負(fù)載時(shí)（ F1=0），缸 2能承受多少負(fù)載？（3）缸1不受負(fù)載時(shí)（ F2=0），缸 1能承受多少負(fù)載？題 4-6 圖1）解：由圖可知：P1A1=F1+P2A2 P 2A1=F2

40、F1 F2 P1A1 P2A1 P2A2P1A10.9 1 10 2P21 1 2 2 0.5MPa2 A1 A2 1 10 2 0.8 10 2F1 F2 P2 A1 0.5 106 1 10 2 5000N0.02 m sV q112 10 3V1 A1 60 1 10 2q1=q2V2A1=A2V11 10 2V2 V1A2 0.02 0.8 210 2 0.016m s）解：P1A1=F1+P2A2 ；又 P1A1=P2A2P2P1A1A2F2P2A12F2P1A1A20.9 106 (1 10 2)2 11250N20.8 10 2(3)解：P1A1F1 P2A2,F2P2 0, F

41、1P1A1 0.9P2 A1106 1 10 29000N第五章 液壓控制閥5- 1 如圖 5-1 所示溢流閥的調(diào)定壓力為 4MPa，若閥芯阻尼小孔造成的損失不計(jì)，試判斷下列情況下壓力表讀數(shù)各是多少？（1）DT斷電，且負(fù)載為無限大時(shí)；答： 4MPa（2）DT 斷電，且若負(fù)載壓力為 2MPa時(shí)；答： 2MPa（ 3）DT得電，且負(fù)載壓力為 2MPa時(shí)。答：05-2 如題 5-2 圖所示回路，溢流閥的調(diào)整壓力 5MPa，減壓閥的 調(diào)整壓力 1.5MPa，活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)負(fù)載壓力為 1MPa，其他損失不計(jì)， 試求：（1）活塞在運(yùn)動(dòng)期間和碰到死擋鐵后 管路中 A、B 處的壓力值；（ 2）如果減壓閥的外泄油口

42、在安裝時(shí)未接郵箱， 當(dāng)活塞碰到死擋鐵 后 A、B 處的壓力值答：（1）運(yùn)動(dòng)期間： 1 Mpa，1 Mpa碰到死擋鐵： 1.5 Mpa，5 Mpa2）碰到死擋鐵： 5 Mpa， 5 Mpa5-3 定壓式進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路中，溢流閥溢流，在考慮溢流閥調(diào)壓偏 差時(shí)，試分析：（1）如果負(fù)載為定值，將節(jié)流閥開口減小， 泵的工作壓力如何變化？ （2）如果節(jié)流閥開口不變，負(fù)載減小，泵的工作壓力如何變化？ 解：根據(jù)節(jié)流閥的流量公式 q CdAT 2 p/ 可知：（1）當(dāng) AT 減小，節(jié)流閥流量減小，溢流閥的流量增加，泵的壓力增 加。（ 2）當(dāng)負(fù)載減小， P 增加，節(jié)流閥流量增加，溢流閥流量減小， 泵的壓力減小。

43、5-4 溢流閥、順序閥、減壓閥各有什么作用？它們?cè)谠砩虾蛨D形符號(hào)上有何異同？順序閥能否當(dāng)溢流閥用？解：1、（1）溢流閥的基本功用有兩種：一種是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓或限壓的作用，這種功用常用于定量泵系統(tǒng)中，與節(jié)流閥配合使用；第二 種是過載時(shí)溢流，主要起安全保護(hù)作用。（2）順序閥是控制液壓系統(tǒng)各執(zhí)行元件先后順序動(dòng)作的壓力控制 閥，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)由壓力油液控制其開啟的二通閥。（3）減壓閥是用來降低液壓系統(tǒng)中某一分支油路的壓力，使之低于 液壓泵的供油壓力，以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如夾緊、定位油路，制動(dòng)、離 合油路，系統(tǒng)控制油路等）的需要，并保持基本恒定。2、相同點(diǎn)：三種閥都是壓力控制閥， 他們的工作原理基本相同，

44、都是以壓力油的 控制壓力來使閥口啟閉。不同的：1）控制壓力：減壓閥是出口壓力控制，保證出口壓力為定值；溢流 閥是進(jìn)口壓力控制，保證進(jìn)口壓力為定值； 順序閥可用進(jìn)口壓力控制， 也可用外部壓力控制。2）不工作時(shí)閥口狀態(tài)：減壓閥閥口常開；溢流閥閥口常閉；順序閥 閥口常閉。3）工作時(shí)閥口狀態(tài)：減壓閥閥口關(guān)小；溢流閥閥口開啟；順序閥閥 口開啟。4）泄油口：減壓閥有單獨(dú)的泄油口；順序閥通常有單獨(dú)的泄油口； 溢流閥彈簧腔的泄露油經(jīng)閥體內(nèi)流道內(nèi)泄至出口。3、順序閥能當(dāng)溢流閥用。將內(nèi)控式順序閥的輸入油口接液壓泵，輸出油口接郵箱，可作普通溢流閥使用，但它因閥心開口突變，穩(wěn)定性較差。5-5 如題 5-5 圖所示系統(tǒng)

45、中，已知兩溢流閥的調(diào)整壓力分別為 PY1=5MPa，PY2=2MPa,試問活塞向YA左和向右運(yùn)動(dòng)時(shí)， 液壓泵可能達(dá)到的最大工作壓力各是多少？5MPa題 5-5 圖2MPa解： YA斷電，泵的最大工作壓力為溢流閥 1調(diào)定壓力， Pmax=5MPa；YA 通電，泵的最大工作壓力為溢流閥 2 調(diào)定壓力， Pmax=2MPa。 解題思路：電磁閥處于右位時(shí)（圖示位），活塞向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)壓力 應(yīng)該這樣理解，根據(jù)先導(dǎo)型溢流閥工作原理， 兩個(gè)遠(yuǎn)程溢流閥為并聯(lián)， 活塞壓力不斷升高，當(dāng)壓力達(dá)到 2MPa時(shí)溢流閥 2 打開，與液壓泵共 同向液壓缸左側(cè)供油，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到右極限位置時(shí)，壓力不斷上升， 達(dá)到 5MPa時(shí)，

46、溢流閥 1 工作，油液直接回油箱。因此，最大壓力為 5MPa。換向時(shí)，活塞向左運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)程溢流閥 2 外接油箱，此時(shí)壓力由 遠(yuǎn)程溢流閥 2 決定，最大壓力為 2Mpa。第六章 液壓輔助裝置6- 1 濾油器有哪幾種類型 ?分別有什么特點(diǎn)？ 答：按過濾精度可分為粗過濾器，普通過濾器，精過濾器，特精過濾 器。按濾芯的材料和結(jié)構(gòu)形式，濾油器可分為網(wǎng)式、線隙式，紙質(zhì)濾 芯式、燒結(jié)式濾油器。按過濾材料的過濾原理分為表面型，深度型， 和磁性濾油器等。按濾油器安放的位置不同，還可以分為吸濾器，壓 濾器和回油濾油器一 表面型過濾器 表面型過濾器極易堵塞，最常用的有網(wǎng)式和線隙式濾油器兩種。（1）網(wǎng)式濾油器 濾芯以銅

47、網(wǎng)為過濾材料，在周圍開有很多孔的塑料或金屬筒形骨架 上，包著一層或兩層銅絲網(wǎng)， 其過濾精度取決于銅網(wǎng)層數(shù)和網(wǎng)孔的大 小，屬于粗過濾器。這種濾油器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 通流能力強(qiáng)，壓力損失小， 清洗方便，但過濾精度低，一般用于液壓泵的吸油口用以保護(hù)液壓泵。(2)線隙式濾油器 用鋼線或鋁線密繞在筒形骨架的外部來組成濾芯， 依靠銅絲間的 微小間隙濾除混入液體中的雜質(zhì)。 線隙式濾油器分為吸油管用和壓油 管用兩種。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通油性能好，過濾精度比網(wǎng)式濾油器高，但 濾芯材料強(qiáng)度低， 不易清洗， 多用于回路的回油過濾或泵吸油管中的 吸油濾油器。二 深度型過濾器這種濾芯材料為多孔可透性材料， 內(nèi)部具有曲折迂回的通道， 如 濾紙,燒結(jié)金屬，化纖和毛氈。紙芯、毛氈、燒結(jié)金屬、陶瓷和各種 纖維制品等屬于這種類型 。深度型過濾器的過濾精度高，但壓力損 失大，只能安裝在排油管路和回油管路上。 紙芯式以濾紙為過濾材料 , 濾芯為平紋或波紋的酚醛樹脂或木漿微孔濾紙制成的紙芯， 將紙芯圍 繞在帶孔的鍍錫鐵做成的骨架上，以增大強(qiáng)度。為增加過濾